Шаговый двигатель

Одна из моделей такого контроллера обладает следующими возможностями: 

•  максимальная частота  коммутации фаз 3 Кгц 

•  разгон с постоянным ускорением 

•  программируемое направление  вращения 

•  программируемое ускорение 

•  программируемый средний  ток обмоток 

•  программируемый ток  удержания 

•  режим перемещения  на N шагов 

•  полушаговый режим

•  формирователь импульса привязки с программируемой задержкой 

•  хранение основных параметров в энергонезависимой памяти 

•  один внешний источник питания 

•  управление по интерфейсу RS-232C или местное 

•  адресация до 7 устройств  на одном RS-232C 

 

2.4.Управление шаговым двигателем с помощью PC.

 

Параллельный порт является великолепным интерфейсом, позволяющим  подключать к персональному компьютеру множество самых различных устройств. Ниже приводится краткое описание параллельного порта. Параллельный порт (рис. 21) имеет несколько линий ввода/вывода, которые могут быть разделены на две группы — линии передачи данных и линии сигналов управления.  В табл.1 описано назначение выводов разъема порта LPT.

Рис. 21. Параллельный порт.

Табл. 1

№ выв.	Название	Направление	Описание
1	STROBE	ввод и вывод	устанавливается PC после  завершения каждой передачи данных
2/9	DO-D7	вывод	8 линий данных
10	АСК	ввод	устанавливается в "0" внешним  устройством после приема байта
11	BUSY	ввод	устройство показывает, что  оно занято, путем установки этой линии в «1»
12	Paper out	ввод	для принтеров
13	Select	ввод	устройство показывает, что  оно готово, путем установки на этой линии «1 »
14	Autofeed	Ввод и вывод
15	Error	ввод	индицирует об ошибке
16	Initialize	Ввод и вывод
17	Select In	Ввод и вывод
18-25	Ground	GND	общий провод

  Для управления шаговым двигателем можно использовать микросхему драйвера ULN2003, которая содержит семь мощных транзисторных ключей, собранных по схеме Дарлингтона. Каждый ключ способен управлять нагрузкой с током потребления до 500 мА. Микросхема имеет резисторы в цепи базы, что позволяет напрямую подключить ее входы к обычным цифровым микросхемам. Все эмиттеры соединены вместе и выведены на отдельный вывод. На выходах транзисторных ключей имеются защитные диоды, что позволяет управлять с помощью этой микросхемы индуктивными нагрузками при минимуме внешних компонентов. В этой конструкции использовано только четыре транзисторных ключа. Электрическая схема подключения шагового двигателя показана на рис.22.

Рис. 22. Электрическая схема подключения шагового двигателя.

Первый вывод шагового двигателя, идентифицированный с помощью описанной ранее процедуры, подсоединен к линии DO параллельного порта (разумеется, через микросхему ULN2003). Каждый следующий вывод подсоединен к соответствующему выводу параллельного порта. Если порядок подключения выводов шагового двигателя неверный, вал мотора будет не вращаться, а лишь поворачиваться на небольшой угол из одной стороны в другую и наоборот. Общий провод схемы подсоединен к источнику питания не напрямую, а через стабилитрон. Это сделано с целью защиты схемы от напряжения ЭДС самоиндукции, возникающего в катушках при резком выключении напряжения питания схемы. 
       Программа, разработанная для описываемого устройства, достаточно проста. Она управляет выводами порта и формирует на них специальную последовательность импульсов. Эта последовательность показана в табл. 2 для четырехфазного шагового двигателя и в табл. 3 для шестифазного шагового двигателя.

Табл. 2.

Фаза 1	1	1	0	0	0	0	0	1
Фаза 2	0	1	1	1	0	0	0	0
Фаза 3	0	0	0	1	1	1	0	0
Фаза 4	0	0	0	0	0	1	1	1

 

Табл.3.

Фаза 1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1
Фаза 2	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1
Фаза 3	0	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0
Фаза 4	0	0	0	1	1	1	1	1	0	0	0	0
Фаза 5	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	0	0
Фаза 6	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1

 

Ниже приведен короткий пример программы для Delphi. Для работы с портом LPT под управлением операционной системы Microsoft Windows используются две функции WinAPI — Inp32 и Out32, входящие в состав стандартной библиотеки inpout32.dll.

 Эта программа управляет четырехфазным шаговым двигателем.

  function Inp32(PortAdr: word): byte; stdcall; external 'inpout32.dll';

  function Out32(PortAdr: word; Data: byte): byte; stdcall; external 'inpout32.dll';

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

const mas:array[1..8] of integer = (1, 3, 2, 6, 4, 12, 8, 9);

var

i,a:integer;

begin

 for i:=1 to 4 do

 for a:=1 to 8 do

begin

    out32(888,mas[a]);

   sleep(1000);

   end;

end;

end.

Эта программа управляет шестифазным шаговым двигателем.

  function Inp32(PortAdr: word): byte; stdcall; external 'inpout32.dll';

  function Out32(PortAdr: word; Data: byte): byte; stdcall; external 'inpout32.dll';

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);

const mas:array[1..12] of integer = (3, 7, 6, 14, 12, 28, 24, 56, 48, 49, 33, 35);

var

i,a:integer;

begin

 for i:=1 to 4 do

 for a:=1 to 12 do

begin

    out32(888,mas[a]);

   sleep(1000);

   end;

end;

end.

 

3. Выводы.

 

В ходе выполнения курсовой работы было изучено устройство, виды      и способы управления шаговым двигателем. А так же был рассмотрен более детально способ управления шаговым двигателем с помощью персонального компьютера.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендуемая литература

 

1. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. Пер. с англ. - М.: Энегроатомиздат, 1987.

2.http://electroprivod.ru/public.htm. 3. http://www.divms.uiowa.edu/~jones/step/.